工作小號(角):相信未來會(hui) 有更多的中小國家大量裝備無人機……通訊幹擾,阻斷以及通過解密指令來搶奪無人設備的控製權,以後會(hui) 有更大的發揮空間了吧?
針對無人機的電子戰,現在是反無人機係統的研究熱點之一。但有多大發揮空間,就要看具體(ti) 情況了,因為(wei) 電子戰非常講求兩(liang) 點:有針對性,過門檻。
有針對性,是指要找準對方在通訊上的技術特點,包括數據率、波段、抗幹擾措施、加密措施等等。而無人機在這些方麵,差別很大。
比如自主化程度高的無人機,或者自動巡航,正飛往下一個(ge) 導航點的無人機,它與(yu) 後方操控台的通訊數據就會(hui) 很少,隻匯報基本的飛行狀態、設備監控數據,接收的數據也很少,隻偶爾有短短的指令。它對衛星導航信號的依賴也很低。要對這種狀態下的無人機進行通訊幹擾、阻斷,技術門檻就很高。因為(wei) 你必須準確捕捉到零星出現的通訊信號,分析判斷出它的頻率等特征,然後才有可能實施幹擾。這種情況下,可供你發揮空間就很小了,甚至是無法。

▲ 小型軍(jun) 用無人機的遙控器,和現在民用無人機的有些類似

▲ 中型軍(jun) 用無人機係統的地麵控製站,作戰半徑上百千米,需要用到更複雜的通信係統
而民用無人機,大多自主化程度不高,需要不斷從(cong) 操控設備那接收飛行指令。這就相當於(yu) 在無人機和操控台之間,有不間斷的數據流,自然會(hui) 大大降低你發現並幹擾它的門檻。無人機“看”到的圖像,還會(hui) 實時傳(chuan) 回操控台、手機。這是一個(ge) 數據率比飛行指令高幾百甚至上千倍的通訊信號,相當於(yu) 把數據流變成了“數據河”。這類無人機的無線電通訊,不僅(jin) 沒有抗幹擾措施,信號波段、編碼形式等技術特點,還都是公開或半公開的。這進一步降低了門檻,因此幹擾這類無人機,甚至發射假的控製指令,奪下無人機的控製權,都是完全可行的。現在很多反無人機係統,就是針對這種無人機,有的已用於(yu) 安保領域。


▲ 以色列的“無人機衛士”係統,通過三坐標雷達、光電傳(chuan) 感器發現無人機,然後發射幹擾信號,破壞其遙控、導航係統
但是這類無人機一旦在指令信號上增添加密措施,那通過解密指令來搶奪其控製權,就很難了。除非你事先了解該型號無人機的指令加密方法,並在發現一架無人機後,快速破解這一架的密鑰。這在實際操作中,很難做到。
此時幹擾和阻斷其控製信號、視頻信號,還是比較容易。隻要覆蓋其無線電通訊的頻率範圍,並有足夠的功率,無人機就很可能接收不到正確的飛行指令,後方的操作手無法看到圖像。如果沒有高級的自動飛控係統,無人機可能會(hui) 一味地爬升或降低,直飛或轉彎,導致墜毀。如果有自動飛行係統,能保持正常的高度、速度,那也會(hui) 因失去控製而無法執行任務。現代軍(jun) 用無人機,隻要不是微小型的,一般都會(hui) 考慮這個(ge) 問題。比如具備自動返航功能,在無法正常接收指令時,自行飛回起飛點。不過能逼它返航,也可以算完成作戰目標。

▲ “黑黃蜂”單兵無人機,重量隻有38克。這種微小型無人機,通信手段會(hui) 采取一些不太複雜的加密、抗幹擾措施,但工作距離不遠,要成功幹擾,就必須在戰術上滿足一些條件,比如有可供單兵攜帶的快速電子偵(zhen) 察、幹擾設備
再高級一些的無人機,會(hui) 在通訊信號上采取定向天線、跳頻、擴頻等抗幹擾措施。比如“捕食者”無人機頭部高高隆起,就是因為(wei) 裏麵有一個(ge) 衛星通信天線,外形類似雷達,定向發射和接收信號。

▲ 拆開“捕食者”機頭上方的天線罩,可以看到一個(ge) 衛星通信天線
要對付它們(men) ,門檻就比較高了。對付定向天線,需要在信號傳(chuan) 播線上發射幹擾信號,如果不在,就需要幹擾信號的功率比正常信號高數倍甚至數百倍。即便這樣,對方還可能采用自適應天線等技術,把你的幹擾信號濾掉。而跳頻、擴頻信號,發現它們(men) 都有一定的難度,需要電子偵(zhen) 察係統具有足夠高的水平。幹擾也是。比如跳頻電台,對方每秒100次,你每秒99次的偵(zhen) 察和幹擾頻率,那就跟0一個(ge) 樣,和101不一樣。
對付這類有先進通訊設備的無人機,必須在戰前就通過長期的電子偵(zhen) 察等手段,收集其波段、頻率點等信號特征,戰時才能迅速發現,然後進行幹擾。即便這樣,所需的幹擾功率、幹擾範圍(包括頻率範圍、空間範圍、時間範圍),都會(hui) 很大。如果敵方隻有一架無人機,這個(ge) 效費比就很低了。對方可以把更多通訊帶寬分配給這一架無人機,來提高信號的自檢、糾錯能力,導致你需要幹擾更大的頻率範圍。
因此在大規模戰鬥中,利用電子戰手段幹擾或阻斷敵軍(jun) 無人機的通訊,相對來說其實更容易。因為(wei) 除了這些無人機,你同樣會(hui) 需要幹擾敵方其它通訊。趕一隻羊是趕,趕一群羊也是趕。
電子戰中一旦找準竅門,很容易取得戰果。比如2011年伊朗俘獲美軍(jun) RQ-170無人機,就很有可能是在地麵布設了幾個(ge) 模擬GPS衛星信號的發射器,接收真信號後用高功率延遲轉發,覆蓋真信號,從(cong) 而使無人機在計算自身坐標時出現錯誤,以為(wei) 自己飛得太高。但這也很容易被破解,比如引入無線電高度表、氣壓高度表,進行多方數據比對,或者換用定向接收的GPS天線。


▲ 伊朗官員參觀其繳獲的RQ-170無人機
總體(ti) 來說,電子戰就是一間非常大的房子:能過門檻,就有廣闊的空間;過不了門檻,就是頭破血流。
熊偉(wei) :2001年開始擔任《兵器星空体育官网入口网站》雜誌副主編至今,2003年獲得副編審技術職稱。至今已在《兵器星空体育官网入口网站》《我們(men) 愛科學》等期刊上發表科普文章200多篇;參與(yu) 央視七套《軍(jun) 事科技》欄目的策劃,撰寫(xie) 了《未來戰場》《槍械大師》係列片的腳本文案,央視國防軍(jun) 事頻道的《現代都市作戰的步兵裝備》等腳本文案;主編過中國科普文選(第二輯)《利甲狂飆》一書(shu) ,參與(yu) 編著了《繪軍(jun) 事》係列漫畫軍(jun) 事圖書(shu) ,組織和執行了“中國古代發明創造國家名錄”項目軍(jun) 事技術組的工作。
出品:科普中國
作者:熊偉(wei)
策劃:金赫
監製:光明網科普事業(ye) 部
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